[發明專利]一種具有光束會聚功能的光學平板制作方法

有效

• 申請號: 201010225915.4
• 申請日: 2010-07-13
• 公開（公告）號: CN101907781A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 高秀敏
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G02B27/58
• 分類號: G02B27/58;G03F7/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于光學技術領域，涉及一種光學平板制作方法，特別是一種具有會聚功能的光學平板制作方法。主要用于光信息儲存、光學顯微、光刻、超分辨等領域。

技術背景

具有光束會聚功能的器件廣泛存在于現有光學系統中，是光學成像技術的基礎，在現有光學技術中發揮不可替代的作用。例如，在光信息儲存系統中，光束需要聚焦到光存儲材料上，并使其某種光學特性發生變化，分辨光學特性變化進而實現信息的存在，這里光束聚焦到光存儲材料上所必需的就是具有光束會聚功能的器件，通常使用我們所熟悉的透鏡聚焦；在成像光學系統中，包括照相機、攝像機等，具有光束會聚功能的器件也廣泛存在，因為需要將物成像到底片或光電傳感器感光平面上，具有光束會聚功能的器件必不可少，現有技術中通常采用玻璃或高分子材料凸透鏡。在先技術中廣泛應用凸透鏡實現光束會聚功能，由于不能實現超分辨、其幾何尺寸大等特點無法適用于高集成度的光學系統。隨著光學技術的發展，近期科學家們研制出了液體透鏡，可以實現光束會聚功能，進而可以應用到光學成像系統中，參見發明專利，無機械運動變焦照相透鏡組對有限遠成像的光學設計方法，授權公告號CN100430774C，液體透鏡雖然具有可調焦特點，但是由于液體具有很好的流動性，無固定形狀，需要封裝使用，并且對封裝的密封性要求高，使用方式復雜，本質上限制了液體透鏡的使用和推廣，也不適用于高集成度光學系統。

發明內容

本發明的目的在于針對上述在先技術的不足，提供一種具有光束會聚功能的光學平板制作方法。

本發明的基本構思是：基于多級散射層光束聚焦原理，首先制備具有多級散射的散射片；然后，構建入射光束波前相位優化系統，利用經過多級散射層聚焦的光束波前相位優化方法，得到多級散射層聚焦所需的入射光束優化波前相位分布；再利用光刻方法制備具有入射光束優化波前相位分布的相位片；最后利用光學膠合劑將相位片和散射片進行粘合在一起，得到具有光束會聚功能的光學平板。

本發明方法的具體制作步驟如下：

步驟(1)將含有納米顆粒復合流體或膠體，噴涂或旋涂在透明光學基片上，干燥固化后形成具有多級散射的散射片；

步驟(2)構建經過多級散射層聚焦的光束波前相位優化光學平臺，光學平臺由光源、擴束準直器件、相位型空間光調制器、散射片、系統控制單元和光電探測器構成；擴束準直器件、相位型空間光調制器、散射片和光電探測器依次設置在光源發射光束的光路上，系統控制單元與相位型空間光調制器連接，光電探測器與系統控制單元相連接；

步驟(3)對光束波前相位進行優化，光源發射出的光束依次經過擴束準直器件、相位型空間光調制器和散射片，被設置在目標焦點區域的光電探測器接收，光電探測器探測到的光電信號傳到系統控制單元，作為波前相位優化方法的反饋輸入，系統控制單元根據波前相位優化方法得到每個像素點的優化相位值，并且記錄，對相位型空間光調制器上光束覆蓋區域的每個像素點優化過程結束后，得到了光束波前相位分布；

步驟(4)根據系統控制單元記錄的光束波前相位分布，利用光刻方法，制作具有此相位分布的相位片；

步驟(5)利用光學膠合劑將相位片和散射片進行粘合在一起，形成一種具有光束會聚功能的光學平板。

本發明基于光學多級散射原理，制作出來的光束聚焦部件不含有普通光學透鏡或液體透鏡，并且是平板結構，本質上克服了在先技術中的傳統光學聚焦部件體積大、不能實現超分辨等不粗。同時，又克服了液體透鏡的流動性大、無固定形狀、需要封裝使用、對封裝的密封性要求高、使用方式復雜等本質不足。本發明制作方法簡單，并且制作出來的聚焦部件具有，器件體積小、重量輕、集成度高、聚焦效果顯著等特點，與具有等效數值孔徑的在線技術中的聚焦系統比較，焦斑的全高半寬量顯著減小，實現了的超分辨聚焦特性。

附圖說明

圖1為本發明方法中搭建的光束波前相位優化光學平臺示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。